呂淑芳，蔚晨月，王 瑾

（晉中信息學(xué)院 信息工程學(xué)院，山西 晉中 030800）

0 前言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）是一門由多學(xué)科穿插交融的信息傳遞產(chǎn)業(yè)，被稱作繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，已被我國列為重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。其涉及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等學(xué)科知識(shí)，理論知識(shí)深?yuàn)W難懂。為了使晦澀難懂的知識(shí)淺顯易懂，本文從物聯(lián)網(wǎng)三層體系架構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層構(gòu)建晉中信息學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┪锫?lián)網(wǎng)工程專業(yè)“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系，以教學(xué)與具體行業(yè)應(yīng)用為切入點(diǎn)，開設(shè)相應(yīng)實(shí)踐課程，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手，幫助學(xué)生理解理論知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)操能力，使學(xué)生更加明確該專業(yè)的定位，培養(yǎng)該專業(yè)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)軟硬件設(shè)計(jì)開發(fā)能力，使其能夠從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)維、技術(shù)支持等工作。

1 晉中信息學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

新工科建設(shè)是我國高等工程教育改革的方向。近年來，CDIO 工程教育模式已成為國際工程教育改革的最新教育模式，CDIO 代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），強(qiáng)調(diào)以滿足產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，通過項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng)的方式來培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和綜合創(chuàng)新能力。實(shí)踐教學(xué)體系在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)中至關(guān)重要，且實(shí)踐教學(xué)還存在諸多問題。

1.1 輕實(shí)踐重理論

由于我校學(xué)生和教師沒有形成項(xiàng)目梯隊(duì)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，基本上是照抄書本步驟來顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生知其然而不知所以然，學(xué)生被動(dòng)按照事先設(shè)定好的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行下一步操作，缺乏主動(dòng)思考，僅僅只是驗(yàn)證了理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師缺乏對(duì)學(xué)生規(guī)劃、設(shè)計(jì)、部署、創(chuàng)新等實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

1.2 實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目陳舊

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是新興專業(yè)，由于技術(shù)發(fā)展日新月異，校內(nèi)開設(shè)的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目?jī)?nèi)容落后于行業(yè)發(fā)展，沒能及時(shí)跟上前沿技術(shù)的發(fā)展，滯后于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式和需求的迅速演變，工程化程度明顯不足。

1.3 學(xué)生主觀能動(dòng)性差

學(xué)生對(duì)于專業(yè)定位不清楚，不了解專業(yè)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，對(duì)本專業(yè)就業(yè)前景期待值低，加之課程本身難度不小，部分學(xué)生產(chǎn)生了退縮心理，積極性較差，實(shí)踐教學(xué)課堂參與度低，甚至敷衍應(yīng)付。

1.4 實(shí)踐教學(xué)零碎，沒有形成整體規(guī)劃

學(xué)科跨度大，知識(shí)難理解，每門課程只是針對(duì)本門理論知識(shí)點(diǎn)設(shè)置了相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)的整體規(guī)劃，學(xué)科穿插交融度不夠，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的整體性與多學(xué)科知識(shí)應(yīng)用的關(guān)聯(lián)與穿插交融產(chǎn)生了斷裂，以項(xiàng)目案例為驅(qū)動(dòng)的工程教育化程度較弱，學(xué)生對(duì)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層知識(shí)點(diǎn)的大型集成整合項(xiàng)目的綜合運(yùn)用能力不足，不利于提升學(xué)生分析、解決復(fù)雜問題的能力。

2 晉中信息學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系的設(shè)置應(yīng)與物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，寬基礎(chǔ)、重應(yīng)用。感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的理論課程讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)體系架構(gòu)：在感知層開設(shè)的課程主要是信息的采集、轉(zhuǎn)換和收集；網(wǎng)絡(luò)層開設(shè)的課程主要是信息傳遞和處理；應(yīng)用層開設(shè)的課程則是管理和處理數(shù)據(jù)。

“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系通過按照“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、逐層遞階”的原則，由點(diǎn)及面、面中有點(diǎn)、統(tǒng)籌規(guī)劃安排實(shí)踐教學(xué)體系，讓學(xué)生切實(shí)參與其中，并展示實(shí)踐成果，獲得成就感，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的就業(yè)信心。

2.1 建立實(shí)踐課程體系

從基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、專業(yè)類課程設(shè)計(jì)、綜合型實(shí)踐和工程項(xiàng)目實(shí)踐4 個(gè)層次逐層遞進(jìn)建立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐課程體系，從而體現(xiàn)知識(shí)的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。

第一學(xué)期開設(shè)專業(yè)認(rèn)知理論課，教師解讀學(xué)生手冊(cè)、闡述培養(yǎng)方案、開展前沿講座，領(lǐng)新生進(jìn)入萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)世界中。第二學(xué)期開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)課：電子技術(shù)基礎(chǔ)、C 語言程序設(shè)計(jì)；同時(shí)開設(shè)實(shí)踐課，包括C 語言程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、認(rèn)知實(shí)習(xí)（專業(yè)認(rèn)知實(shí)踐）。學(xué)校通過認(rèn)知實(shí)習(xí)讓學(xué)生去參觀物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在社會(huì)中的產(chǎn)出，明白其應(yīng)用價(jià)值；通過C 語言程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)的面向過程的編程，為將來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用打基礎(chǔ)。第三學(xué)期開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)理論課：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。第四學(xué)期開設(shè)專業(yè)技術(shù)課程，包括數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)、軟件工程、微機(jī)原理與接口技術(shù)（單片機(jī)）、射頻識(shí)別（Radio Frequency IDentification，RFID）原理及應(yīng)用；實(shí)踐課開設(shè)綜合軟件類課程設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)踐；專業(yè)類課程設(shè)計(jì)為感知層的信息采集技術(shù)作準(zhǔn)備。第五學(xué)期開設(shè)專業(yè)技術(shù)理論課，包括操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感器原理及應(yīng)用；實(shí)踐課開設(shè)有無線傳感器應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐；專業(yè)類課程設(shè)計(jì)為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議作準(zhǔn)備。第六學(xué)期開設(shè)計(jì)算機(jī)組成原理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等專業(yè)技術(shù)理論課；選修課開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)與應(yīng)用；實(shí)踐課開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐，為應(yīng)用層作準(zhǔn)備。第七學(xué)期開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全專業(yè)技術(shù)理論課；選修課有文獻(xiàn)檢索和論文寫作；實(shí)踐課開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐，工程實(shí)踐為學(xué)生畢業(yè)就業(yè)打基礎(chǔ)。

2.2 全方位構(gòu)建“點(diǎn)面一體化”教學(xué)模式

2.2.1 實(shí)現(xiàn)全方位育人

在由點(diǎn)及面的實(shí)踐教學(xué)過程中，關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，尤其是激發(fā)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程學(xué)習(xí)的認(rèn)同感和參與感，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生成就感，從而變被動(dòng)敷衍學(xué)習(xí)為積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)最終的實(shí)踐教學(xué)是復(fù)雜而龐大的工程類項(xiàng)目，在實(shí)踐教學(xué)過程，教師不僅要教會(huì)學(xué)生如何運(yùn)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，更要通過以身作則、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、精益求精、勤奮上進(jìn)的教學(xué)態(tài)度影響學(xué)生為人處世，實(shí)現(xiàn)全方位育人。

2.2.2 全方位開展校企合作，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人

高校教育教學(xué)內(nèi)容相對(duì)滯后于社會(huì)需求，為了使高校教育盡可能滿足社會(huì)對(duì)該專業(yè)人才的需求，高校已經(jīng)把校企合作作為人才培養(yǎng)的一種重要途徑。我校應(yīng)該充分利用企業(yè)優(yōu)勢(shì)，在人才培養(yǎng)過程中、在課程設(shè)置時(shí)充分考慮企業(yè)對(duì)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的敏感度、對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)人才的需求、對(duì)崗位職責(zé)的清晰要求等，通過校企合作，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)之間的互利共贏。為了切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力，我?？梢酝ㄟ^多種方式實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人。

（1）學(xué)生進(jìn)入企業(yè)，參與企業(yè)項(xiàng)目課題。學(xué)校選派能力出眾、品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生參與企業(yè)項(xiàng)目研究開發(fā)，完成實(shí)踐課程，并由企業(yè)導(dǎo)師考核和評(píng)定成績(jī)。（2）企業(yè)指派工程師到學(xué)校參與實(shí)踐教學(xué)，企業(yè)工程師采用實(shí)際工程項(xiàng)目的開發(fā)方式進(jìn)行實(shí)踐課程教學(xué)，讓學(xué)生在真實(shí)項(xiàng)目的開發(fā)中理解理論知識(shí)，將理論升華，同時(shí)應(yīng)用于實(shí)際案例，學(xué)生能盡早熟悉企業(yè)工程實(shí)踐項(xiàng)目的開發(fā)流程和所需技能。（3）設(shè)立大學(xué)生實(shí)踐基地，實(shí)行企業(yè)工程師和學(xué)校專職教師雙導(dǎo)師制，利用企業(yè)工程師的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和學(xué)校專職教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)聯(lián)合培養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

2.2.3 鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽

將學(xué)科競(jìng)賽納入人才培養(yǎng)方案中，每個(gè)學(xué)期根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況、課程開展情況選擇合適的競(jìng)賽項(xiàng)目，提高學(xué)生實(shí)操能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)與能力，以達(dá)到學(xué)生早就業(yè)、高就業(yè)的目的。我?？膳鋫溆薪?jīng)驗(yàn)的專業(yè)教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽，由教師開展講座傳播理念，增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式比賽的意識(shí)；由參加過競(jìng)賽且獲獎(jiǎng)的高年級(jí)學(xué)生帶隊(duì)，幫扶低年級(jí)學(xué)生，同時(shí)開展一些經(jīng)驗(yàn)分享交流會(huì)。學(xué)?？梢龑?dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考并探索設(shè)計(jì)有創(chuàng)意的課題，鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽，并給予獲獎(jiǎng)?wù)咭欢í?jiǎng)勵(lì)，以此來激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)積極參與學(xué)科競(jìng)賽，挖掘?qū)W生的潛能。

2.2.4 穿插交融、逐層遞階

在“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建過程中，為了使學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的就業(yè)前景有清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)專業(yè)知識(shí)有整體把握，我校可采用自上而下逐步分解的方法進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)建“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系，即從感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層整體考慮設(shè)計(jì)一個(gè)能夠融合各相關(guān)課程知識(shí)點(diǎn)的較大項(xiàng)目，再將大項(xiàng)目按照感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模塊分解，分解為對(duì)應(yīng)各層開設(shè)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，融入每個(gè)課程的實(shí)踐教學(xué)中。學(xué)生在完成每個(gè)學(xué)期每門課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，在第七學(xué)期完成一個(gè)集成整合項(xiàng)目。小項(xiàng)目涉及的各課程知識(shí)點(diǎn)穿插交融，項(xiàng)目從局部到整體集成，實(shí)現(xiàn)逐層遞階，在完成由小到大實(shí)踐項(xiàng)目過程中，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的?！包c(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建將復(fù)雜問題逐步分解，使學(xué)生能夠通過完成每一個(gè)小的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)而完成整個(gè)工程類項(xiàng)目。這樣可以極大增強(qiáng)學(xué)生的成就感和獲得感，從而提高教學(xué)效果。

2.3 建立全過程多元化考評(píng)機(jī)制

“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建需采用全過程多元化考評(píng)機(jī)制，如實(shí)踐任務(wù)采用小組合作分工的方式，將任務(wù)責(zé)任分解到人，考核包括平時(shí)出勤情況、實(shí)踐課堂表現(xiàn)、個(gè)人實(shí)踐報(bào)告，實(shí)踐報(bào)告主要呈現(xiàn)實(shí)踐成果，同時(shí)以小組為單位進(jìn)行集體答辯，最終得出實(shí)踐報(bào)告的成績(jī)。

在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐課程體系中，基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、專業(yè)類課程設(shè)計(jì)、綜合型實(shí)踐和工程項(xiàng)目實(shí)踐4 個(gè)層次的要求各不一樣，因此在建立多元化考評(píng)機(jī)制的過程中需要充分考慮各層次課程的特點(diǎn)，制定出符合實(shí)際課程教學(xué)目標(biāo)的考核標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)課程考查學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)前景的認(rèn)知能力；基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)考查學(xué)生實(shí)操能力；專業(yè)類課程設(shè)計(jì)考查學(xué)生運(yùn)用專業(yè)所學(xué)知識(shí)舉一反三、融會(huì)貫通的基本能力；綜合型實(shí)踐則注重考查學(xué)生靈活運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力；工程項(xiàng)目實(shí)踐著重考查學(xué)生綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)軟硬件知識(shí)開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。

3 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)工程作為一個(gè)新興專業(yè)，其人才培養(yǎng)模式和課程體系都在不斷完善中?！包c(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系旨在通過基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、專業(yè)類課程設(shè)計(jì)、綜合型實(shí)踐和工程項(xiàng)目實(shí)踐4 個(gè)遞進(jìn)式層次，培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目軟硬件規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)的能力。建立全過程多元化考評(píng)機(jī)制能激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索學(xué)習(xí)。我校在今后“點(diǎn)面一體化”實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)施過程中應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、反思問題，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，再將經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中，從而優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。